Электронная система стабилизации управления автомобилем

Электронная система стабилизации управления автомобилем ESP

Для предотвращения потери управляемости автомобиля при экстренном торможении на современных автомобилях применяется электронная система стабилизации ESP (Electronic Stability Program – электронная программа стабилизации).

Статистика показывает, что электронная система стабилизации существенным образом влияет на безопасность движения. Например, по данным «Даймлер-Крайслер» количество аварий из-за потери водителем контроля над автомобилем снизилось с момента внедрения ESP в серию на 42%. Американская национальная служба безопасности движения NHTSA дает близкий показатель – 35%. Количество смертей в таких ДТП снизилось в США на 30%.

В систему стабилизации управления автомобилем входят:

• ABS (антиблокировочная система)
• EBV (электронное распределение тормозных усилий)
• ASR (антипробуксовочная система)
• EDS (электронная блокировка дифференциала)
• MSR (регулировка крутящего момента двигателя)
• HBA (гидравлический тормозной ассистент)

Конструктивные узлы ESP включает основные конструктивные узлы ABS. Дополнительными являются датчики угловых и поперечных ускорений и сенсор угла поворота рулевого колеса.

Принципиальное отличие ESP от ABS в том, что она непрерывно следит за соответствием ускорений автомобиля по желанию водителя, выраженному в повороте рулевого колеса, в то время как ABS включается только при торможении. Если ESP понимает, что ускорения машины достигли критических (начинается занос), система приступает к подтормаживанию колес, сбросу или прибавлению скорости вращения колес.

Общая компоновка ESP показана на рисунке:

Рис. Электронная система стабилизации управления автомобилем:
1 – электрогидравлический блок с контроллером; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 ­– датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем

ESP выбирает тормозные усилия для каждого колеса отдельно таким образом, чтобы результирующая тормозных сил противодействовала моменту, стремящемуся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси, и удерживала его на оптимальной траектории.

Если автомобиль плохо входит в поворот и скользит передними колесами наружу (недостаточная поворачиваемость), ESP притормаживает внутреннее заднее колесо.

В случае, когда автомобиль в результате заноса задней части пытается повернуть круче, чем необходимо (избыточная поворачиваемость), ESP исправляет ошибку притормаживанием наружного переднего колеса.

Чтобы предотвратить занос заднеприводного автомобиля, ESP уменьшает частоту вращения коленчатого вала двигателя. Благодаря этому возникает стабилизирующий момент сил, возвращающий автомобиль на безопасную траекторию движения.

При угрозе опрокидывания автомобиль стабилизируется за счет уменьшения поперечного ускорения, которое достигается достаточно сильным притормаживанием передних колес и одновременным снижением крутящего момента двигателя. Активный усилитель тормозов быстро нагнетает давление на входном трубопроводе насоса обратной подачи, благодаря этому давление в тормозном приводе моментально возрастает.

Функция стабилизации автопоезда используется на автомобилях с тягово-сцепным устройством. Слабое рыскание прицепа при определенных условиях может усилиться до опасных значений. Это происходит, как правило, в скоростном диапазоне от 75 до 120 км/ч. Если прицеп начал рыскать при некоторой критической скорости, то амплитуда рыскания постоянно увеличивается (явление резонанса). Рыскание передается буксиру, который тоже начинает совершать колебательные движения влево и вправо вокруг вертикальной оси. Такие колебательные движения регистрируются датчиком угла рысканья и анализируются блоком управления. При необходимости сначала оказывается регулирующее воздействие то на одно, то на другое переднее колесо. Если этого недостаточно, блок управления посылает сигнал блоку управления двигателя на уменьшение частоты вращения коленчатого вала, чтобы сбросить скорость, при этом одновременно притормаживаются все четыре колеса.

Наличие прицепа, подключенного к электросети автомобиля, распознается блоком управления автоматически. Функция стабилизации автопоезда отключается, потому что поведение автомобиля в условиях бездорожья может быть ошибочно принято за рыскание прицепа.

Современные системы ESP могут притормаживать одновременно до трех колес, причем каждое с разным усилием.

Кроме притормаживания колес ESP может автоматически вмешиваться в рулевое управление, выбирая наиболее оптимальный в данной ситуации угол поворота рулевого колеса, а также изменять характеристики амортизаторов подвески и трансмиссии. Если система ESP выявит склонность водителя к гоночному стилю, порог чувствительности системы снижается, чтобы приспособиться к данному стилю вождения. Система ESP может принудительно отключаться по желанию водителя, но после выключения зажигания ESP вновь активируется.

Электронная блокировка дифференциала EDS применяется для устранения пробуксовки колес при сохранении приемлимых ходовых качеств автомобиля, без вмешательства водителя. Устройство управления блокировкой дифференциала контролирует при помощи датчиков АБС частоту вращения колес.

Если дорожное покрытие под одной стороной автомобиля скользкое, вследствие чего при скорости до 80 км/ч возникает различие в частоте вращения ведущих колес примерно в 100 об/мин, тогда путем притормаживания пробуксовывающего колеса частота вращения колес выравнивается, а на другое колесо посредством действия дифференциала передается повышенное тяговое усилие.

Для того чтобы тормозной механизм приторможенного колеса слишком сильно не нагревался, блокировка дифференциа­ла при больших нагрузках ав­томатически отключается. Как только тормозной механизм охладится, противобуксовочная система колеса автоматически включается вновь.

При необходимости ESP вмешивается в работу системы управления двигателем и изменяет крутящий момент в со­ответствии с ситуацией.

Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/tormoznaya-sistema/e-lektronnaya-sistema-stabilizatsii-upravleniya-avtomobilem/

Что такое ESP и как она работает

Нынче все слышали про систему стабилизации ESP. И большинство даже примерно понимает, что это некая штука, которая не дает уйти автомобилю в занос. А вот как она устроена и по какому принципу работает — здесь пробелы в понимании у каждого второго. И сегодня эти пробелы я предлагаю восполнить вместе. И для этого, сначала чуть-чуть теории.

Чуть-чуть теории

Да, действительно, система ESP (electronic stability program) — это противозаносная система. В вольном переводе: «электронный алгоритм стабилизации». И если тезисно, то ESP — это комплекс мер, которые минимизируют неконтролируемый увод автомобиля с заданного курса . Но тут нужно понимать, что именно минимизируют , так как даже самая навороченная система пока не умеет изменять законы физики. Впрочем, это лирика.

Как это происходит в жизни?

Предположим, вы двигаетесь по дороге, равномерно и прямолинейно. И внезапно на дорогу выбегает животное или человек (что иногда примерно одно и то же. ). Ваши действия? Очевидно, что особого выбора, как правило, нет: по тормозам и резкий рывок рулем в попытке объехать неожиданное препятствие. При хорошем раскладе все получится. Если скорость была невелика, если сцепление с дорожным полотном хорошее, и если на дороге не было прочих помех. В общем — слишком много сослагательных. А при менее счастливом стечении обстоятельств автомобиль пойдет в занос. К слову, если вышеописаннное случается зимой, то здесь даже каких-то экстремальных дорожных кондиций не нужно: иногда машина начинает «плясать» даже при банальном входе в поворот.
А вот дальнейшее развитие событий идет по трём условным сценариям.

а) Водитель попался не из новичков и «разрулил» (буквально) ситуацию своими силами, без всякой электроники ( неважно, есть ли она вообще и какая именно ). Прерывистое торможение, понижающая передача, рывок руля в сторону от препятствия, затем контрруление и резкий газ с плавным доворотом на прежний курс. Да-да, это конечно же именно про тебя, дорогой читатель. 🙂 Ну и еще про десяток-другой таких же асов на всей планете. А если за рулём обычный «чайник»? Тогда всё печальнее.

б) Судорожное торможение в пол и выкручивание руля до упора. Затем, если столкновения удалось избежать — перекладка руля в другую сторону, продолжая торможение. И если ESP на машине нет , то автомобиль, даже будучи передне- или полноприводным, уйдёт после таких команд водителя либо в затяжной занос, либо в слабоконтролируемую «раскачку» по дороге, что иногда ещё хуже. Здесь подробно описывать нет смысла — любой видеоканал с ДТП наглядно покажет вагон подобных примеров.

в) За рулем все тот же чайник, но автомобиль оборудован ESP . Как я писал выше, чуда в чистом виде не произойдет, но потерять контроль над автомобилем будет уже значительно сложнее. Здесь, пожалуй, главное, чтобы до препятствия было достаточное расстояние и водитель просто успел его объехать.

За счет чего система стабилизации способна «вытянуть» ситуацию?

Отвечу. Для этого у нее есть целый арсенал мер.

1) Удержание автомобиля на заданном рулём курсе . Прежде всего нужно понять, что главными исполнительными устройствами любой подобной системы являются тормозные механизмы . Самые обычные суппорты, которыми мы всегда и везде останавливаем машину. Именно они в определенной последовательности и с ювелирной дозировкой усилия подтормаживают те или иные колёса, пытаясь не допустить заноса или сноса.
Откуда ESP знает, какое колесо и когда именно нужно тормозить? На рулевом валу стоит датчик, который отслеживает угол поворота руля. А внутри автомобиля расположены акселерометры, которые фиксируют ускорения кузова в различных направлениях. Всё это хозяйство управляется электронным блоком, куда записаны значения со всех относящихся к системе датчиков автомобиля в той или иной ситуации. И если блок «видит», что при скорости 120 км/ч угол поворота руля резко скаканул до 90 градусов влево, давление в тормозной системе мгновенно повысилось до максимума, а поперечное ускорение кузова стало стремиться к продольному — то видимо, что-то пошло не так. 🙂 И значит, занос на данный момент прогрессирует на задней оси к внешней стороне и составляет 25 градусов в секунду от заданного рулем курса, при общем замедлении автомобиля 3.5 м²/с . Следовательно, сейчас на треть секунды нужно сильно затормозить заднее-правое колесо, и на полсекунды немного поджать переднее-левое.
Конечно, приведенный пример взят с потолка, но примерно такой логический алгоритм заложен в электронный блок управления ESP. Всё это рассчитывается за сотые доли секунды, как и обновляемая в режиме реального времени информация от датчиков. Поэтому, на современных автомобилях водитель иной раз может даже не заметить ее ненавязчивого вмешательства в процессе езды.

2) ESP умеет уменьшать газ , чтобы помогать тормозам удерживать машину на заданном курсе. То есть, если занос или снос просто подтормаживанием купировать не удается, блок принимает решение принудительно «задушить» дроссельную заслонку — например, если девочка с красивыми золотистыми волосами уперлась со страху всеми ногами во все две педали одновременно. Кроме того, в систему стабилизации в обязательном порядке входит и более простая противобуксовочная система , которая также активно использует ограничение отклика на педаль газа.

3) Теперь более навороченные фишки. Например, функция управления степенью блокировки дифференциала , благодаря чему крутящий момент может «гулять» с колеса на колесо — туда, где он сейчас наиболее необходим. Очень эффективная мера в экстренных ситуациях. Разумеется, и сам дифференциал должен быть не простым, а с электронным управлением. Если же вы понятия не имеете, что такое дифференциал и зачем он нужен — то милости прошу: здесь я вполне подробно и простым языком расписал кто есть ху.

4) Возможность помогать водителю удерживать руль в заданном положении. Например, если снежная колея пытается его вернуть обратно. Такой электронный ассистент получил распространение с массовым завоеванием рынка электроусилителями.

5) Способность подруливать задними колесами . Конечно, если они умеют рулить изначально. 🙂 Но шутки-шутками, а на премиум-классе активные подвески давно не новость, и сервомоторы управления ими также включены в состав системы стабилизации.

Приведенный список средств борьбы с ретивостью автомобиля далеко не полный и зависит от сложности и класса автомобиля. Но главная тенденция в данной сфере давно обрисована: из обычной противозаносной системы ESP выросла в неотъемлемую часть активной безопасности автомобиля. Кстати, каждый автопроизводитель считает необходимым сделать рекламную революцию и обзывает эту штуку как может: ESC, VSC, ASC, VSA, и еще с добрых полтора-два десятка аббревиатур. Но суть одна: это сложный программно-аппаратный комплекс, раскинувший свои датчики и устройства практически по всем узлам и механизмам. Да, можно бесконечно спорить и сетовать, что «автомобиль уже не тот», но видя на дорогах уровень ответственности и подготовленности современных водителей, лично я — однозначно за такой тренд.

Надеюсь, кому-то было полезно!
Всем поменьше помех и побольше бдительности! 😉

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/over9000/chto-takoe-esp-i-kak-ona-rabotaet-5b426ef21577a800a9b6fcc1

Контроль курсовой устойчивости (ESP): устройство, принципы работы, а также все достоинства и недостатки системы

Современные автомобили комплектуются массой вспомогательных сервисов и ассистентов, которые облегчают управление автомобилем в самых разных ситуациях на дороге. Их использование гарантирует водителю и пассажирам дополнительный комфорт и безопасность. Одним из таких популярных сервисов является система ESP. Данный сервис звучит как Electronic Stability Program, а в переводе на русский язык означает «динамическая электронная система стабилизации курсовой устойчивости».

Говоря простым языком, основной задачей сервиса является возможность предотвратить уход автомобиля в занос либо не допустить его бокового скольжения в сложных дорожных условиях. Значимость данной системы переоценить довольно сложно, поскольку сохранять хладнокровие в экстремальных условиях на дороге способен далеко не каждый, а ее наличие, зачастую, позволяет избежать ДТП, а также сохранить жизнь и здоровье пассажиров транспортного средства. Мало кто понимает суть данного ассистента и принцип его действия, поэтому необходимо рассказать более подробно о таком помощнике.

Официально: стартовало производство Mitsubishi Outlander нового поколения. Когда кросс приедет в Россию?

Новый вседорожник Hyundai Santa Cruz раскрывается на фотографиях: озвучены моторы и технические особенности модели

Обязательные правила, которые нужно соблюдать при запуске двигателя в сильный мороз

История появления сервиса ESP и его наименование

Впервые, попытку создать прообраз ESP осуществил немецкий концерн Daimler-Benz, который в 1959 году представил особое «управляющее устройство». Оно достаточно долго проходило самые разные испытания, пока, наконец, в 1990 году не было установлено на модели Mercedes-Benz CL 600. С этого момента системой ESP комплектуются серийные автомобили Mercedes. В данный момент стабилизация устойчивости курса устанавливается практически на каждую новую модель, включая и самые доступные, недорогие авто. Для большинства автокомпаний общепринятым названием системы является ESP, однако ряд производителей использует для ее обозначения и другие аббревиатуры. Например, Skoda и Hyundai называют ее ESC, а BMW и Mazda – DSC.

Как устроена работа системы стабилизации

Чтобы автомобиль уверенно держался в рамках занимаемой траектории и не сваливался в занос, на нем должны быть установлены такие детали и компоненты:

• датчики считывания скорости вращения колес;
• контроллеры положения рулевого колеса;
• датчик определения движения авто вокруг оси;
• гидравлическая система, которая корректирует уровень давления жидкости в тормозной системе;
• акселерометр, определяющий положение кузова авто в пространстве;
• блок управления, считывающий всю информацию с установленных датчиков, который позволяет выполнить активацию ESP.

Принцип работы системы стабилизации устойчивости курса

Работает противозаносная система совместно с антиблокировкой и антипробуксовкой колес. Благодаря наличию данного сервиса автомобиль способен удержать свою траекторию движения во время выполнения резких поворотов либо маневров на скользком дорожном покрытии.

Сам принцип работы данной системы состоит в следующем: акселерометр и датчик измерения угловой скорости автомобиля в соответствии с его вертикальной осью фиксируют появление бокового скольжения, определяют, насколько оно является критичным и после этого отправляют дальнейшие команды. Поэтому ESP в любой момент способна понимать скорость езды транспортного средства, определять угол поворота рулевого колеса, а также вычислить обороты силового агрегата, наличие заноса самого автомобиля и прочие показатели движения.

Все системы, входящие в состав ESP, направлены на то, чтобы автомобиль не смог поменять заданную водителем траекторию до тех пор, пока с помощью рулевого колеса эта самая траектория не будет изменена. Несомненным преимуществом данного ассистента является то, что он срабатывает на опережение и исправляет ситуацию с уходом авто в занос еще до того, как это случается. Как только противозаносный помощник понимает, что машина рискует сорваться с траектории, он тут же активизируется и исправляет возникшую проблемную ситуацию.

Активация ESP происходит в трех возможных случаях. Первый – недостаточная поворачиваемость автомобиля. Т.е. когда передние колеса имеют слабое сцепление с покрытием на дороге, и машина не может вписаться в поворот. Второй – чрезмерная поворачиваемость автомобиля, вызванная уходом в занос вследствие плохого сцепления с дорогой у задних колес. Третий вариант активации данного сервиса – скользкая часть дорожного покрытия, на которой все колеса начинают пробуксовывать. В таком случае происходит поочередная активация тормозной системы, которая применяется то в отношении передних, то в отношении задних покрышек. Данная работа взаимодействует с ABS.

Плюсы и минусы системы

Как и в любой электронной системе, у данного ассистента водителя есть свои преимущества и недостатки. К главным плюсам ESP можно отнести:

• моментальная оценка ситуации и активация (период от начала анализа обстановки на дороге до включения сервиса составляет 20 миллисекунд);
• самостоятельность системы – водителю не нужно задумываться над тем, что требуется активация помощника;
• возможность отключения в случае, если это предусмотрено производителем.

К числу главных недостатков ассистента можно отнести:

• невозможность оценить поведение автолюбителя «электронным мозгом» — иногда водитель выводит авто из заноса, добавляя оборотов двигателю, тем самым выравнивая его в полосе. При наличии ESP сделать это не получится, поскольку помощник заблокирует данную возможность;
• в некоторых ситуациях может потребоваться отключить ESP, но далеко не каждый производитель предлагает данную возможность. Например, вытащить автомобиль, забуксовавший на бездорожье, можно с помощью медленной раскачки. Однако наличие подобного встроенного помощника не позволит использовать данный метод.

Что еще может ESP

Наиболее современные модели оснащают продвинутой системой стабилизации, которая помимо своих основных функций способна выполнять еще целый ряд вспомогательных задач. Так, функционал ESP может дополнительно содержать:

• систему, противодействующую возможности опрокидывания машины (анализируется поперечное ускорение авто, после чего ассистент автоматически принимает соответствующие меры противодействия);
• возможность предотвратить столкновение (основная система задействуется совместно с круиз-контролем, что позволяет применить экстренное торможение в случае чрезмерного сближения с препятствиями);
• возможность стабилизировать направление движения автопоезда;
• улучшение работы тормозной системы во время чрезмерного нагрева колодок за счет их более мощного прижима к диску;
• возможность удалить влагу с тормозных дисков.

В целом, система стабилизации курса является очень важным и надежным помощником водителя, особенно неопытного, во время управления автомобилем в сложных погодных либо дорожных условиях. В последнее время производители устанавливают данного ассистента на все выпускаемые модели, чтобы достичь максимальной безопасности на дорогах и снизить аварийность. В то же время, управлять машиной нужно с высочайшим вниманием и бдительностью, не полностью полагаясь на встроенные электронные помощники. Автор: Константин Старченко

Источник статьи: http://naavtotrasse.ru/encziklopediya/kontrol-kursovoj-ustojchivosti-esp.html